Heimnetzwerk mit NAS und Netzwerk Switch aufbauen

[ed3ns]

Guten Tag,

ich bin momentan unzufrieden mit der Leistung meines Heimnetzwerks, insbesondere mit der Anbindung meiner NAS in das Netzwerk.
Hierzu zunächst meine Geräte im Netzwerk:

• Fritz!box 7590
• Synology DS918+
• diverse DLAN Repeater
• bis zu 4 Computer
• diverse Smartphones, Tablets, Spielekonsolen
• Fernseher

Im ersten Bild ist ersichtlich wie das Netzwerk momentan aufgebaut ist.

Primär möchte ich die Verbindung zu dem grün eingefärbten PC verbessern. Trotzdem soll das unter Berücksichtigung der unten aufgeführten Punkte erreicht werden:

1. Ich möchte über die Netzwerkschnittstelle (Intel® I225-V 2.5Gb Ethernet) des primären PCs die maximale Internetgeschwindigkeit erreichen (momentan gegeben) als auch gleichzeitig eine "direkte" Verbindung zu der NAS haben um eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen. Momentan kommen leider maximal ca. 10 MB/s am Rechner an.
2. Ich möchte die NAS trotzdem über das Internet erreichbar halten, was bedeutet das eine Verbindung zum Router notwendig ist
3. Ich möchte eine Verbindung zwischen NAS und Fernseher haben, die ausreichend Geschwindigkeit zum streamen in 4k bietet. Hier überlege ich in Zukunft die WLAN Verbindung durch eine LAN Verbindung zu ersetzten.
4. Alle weiteren Geräte sollen sowohl Zugriff auf Internet als auch NAS haben. Die Geschwindigkeiten hierbei sind in diesen Fällen nicht relevant, solange sie nicht unter 3MB/s fallen.

Um diese Anforderungen zu erfüllen ist meiner Meinung nach die logische Schlussfolgerung eine Switch in das Netzwerk zu integrieren (siehe Bild 2). Sind in der auf Bild 2 gezeigten Konstellation alle Anforderungen erfüllt? Sollte ich eine oder mehrere Verbindungen anders aufbauen? Insbesondere die zwei Lan-Schnittstellen der NAS?

Leider habe ich keine Erfahrungen zu Network Switches. Deshalb bin ich mir unsicher auf Merkmale geachtet werden muss. Brauche ich eine Plug'n Play Switch, eine Web Smart Switch oder Managed Switch? Welche Geschwindigkeiten müssen die Ports haben um keinen Flaschenhals darzustellen und mir die maximale Leistung zu bieten? Gibt es Empfehlungen aus der Community?

Vielen Dank im voraus,
Grüße,
ed3ns

Ergänzung (24. Februar 2021)

Als Ergänzung, da die Rechner sich in einem anderen Raum als Router, NAS und Fernseher befinden, und möglichst nur ein Kabel zwischen den Räumen verlegt werden soll, könnte das folgende eine passendere Darstellung der Ziellösung darstellen.
Einen weiteren Switch einzubauen sollte jedoch meiner Meinung dann kein Problem darstellen?

 

[Sykehouse]

Momentan kommen leider maximal ca. 10 MB/s am Rechner an.

ECO Modus für die LAN Ports an der Fritzbox deaktiviert?

Switches hintereinander reihen kann man beliebig, sehe aber da den Bedarf nicht, keine Lösung ist auf dem Papier schneller als was du schon hast.

 

[ed3ns]

ECO Modus für die LAN Ports an der Fritzbox deaktiviert?

Switches hintereinander reihen kann man beliebig, sehe aber da den Bedarf nicht, keine Lösung ist auf dem Papier schneller als was du schon hast.

Okay, danke für die Antwort. Dann sollte ich zunächst mal die LAN Ports prüfen.

 

[Mickey Mouse]

es tut mir wirklich leid, speziell weil du dir mit den Bildern offensichtlich wirklich Mühe gegeben hast, aber ich verstehe deine Probleme nicht so ganz.

genau (jetzt kamen gerade die ersten Antworten zwischendurch rein), die 10MB/s deuten auf 100Mbit/s und somit auf den ECO Modus hin!
wenn die FB "normal" läuft, dann sollten ca. 100MB/s drin sein.

mit einem Standard Gigabit Switch bekommst du auch nicht mehr. Wenn du da noch mehr heraus kitzeln möchtest, brauchst du einen Switch, der:
a) Link Aggregation / Teaming / Trunk kann, damit die ZWEI Leitungen vom NAS auch sinnvoll (im Sinne von Performance) genutzt werden können.
b) mindestens einen 2,5Gb Port, das kann natürlich auch ein SFP+ Slot sein, in den du dann das entsprechende Modul einsteckst.

 

[schneup]

Mit der aktuellen Konfiguration hast Du max 1Gb/s. Wenn Du mehr moechtest muesste der neue Switch mind. 2.5Gb/s haben, z.B. von Qnap. Ist aber recht teuer und solange ausser dem PC keine Geraete mit mehr als 1 Gb/s vorhanden sind unnoetig. Deshalb wuerde ich warten bis solche Switches billiger werden und Du Bedarf hast. Wie andere bereits geschrieben haben muesste die Fritzbox fuer die aktuelle Konfiguration reichen wenn der ECO Modus ausgeschaltet ist.

 

[snaxilian]

Was in den Zeichnungen fehlt: Beschriftung der Symbole und du erwähnst DLAN-Adapter aber die sehe ich nirgends. Oder sollen diese "Kabel Symbole" auf den farbigen Strichen bedeuten, dass du DLAN da verwendest?
Sofern du durchgehend Netzwerkkabel verwendet hast die nicht gefühlt >15 Jahre alt sind solltest du zwischen dem besagten PC und dem NAS über das Netzwerk 1 GBit/s oder eben ~110 MByte/s schaffen. Setzt voraus, dass die Daten schnell genug am PC als auch am NAS gelesen bzw. geschrieben werden können.

Dinge, die das verhindern können oder werden: WLAN, DLAN und nicht korrekt arbeitende Energiesparmodi der beteiligten Netzwerkkomponenten wie schon der erwähnte ECO Modus der Fritzbox-Ports.

edit:

a) Link Aggregation / Teaming / Trunk kann, damit die ZWEI Leitungen vom NAS auch sinnvoll (im Sinne von Performance) genutzt werden können.

Dieser unsägliche Mythos stirbt wohl nie aus, oder?
Dem TE geht es soweit ich das verstehe vor allem um die schnelle Anbindung von einem PC an das NAS. LACP wird nie und unter keinen Umständen eine einzelne (TCP) Verbindung über mehr als eine NIC verteilen. Never ever not gonna happen und das wurde nun schon echt in gefühlt jedem Forum, Wiki, Blog und Mailingliste der Welt drölfzig Mal erklärt. Will man Redundanz und Zugriffe mehrerer Clients auf einen einzelnen Server/NAS verteilen dann ist LACP eine Möglichkeit.

Ansonsten beherrscht auch Synology inzwischen SMB Multichannel. Das Netzwerk kann dafür "dumm" sein und LACP ist nicht notwendig und damit ist es möglich die Bandbreite mehrere NICs zu kombinieren.
Achtung: Jegliche Dokumentation und Beispiele gehen davon aus, dass sowohl Server/NAS als auch der zugreifende Client mehr als eine NIC besitzen. Im speziellen Fall des TE (2x 1G NIC am NAS, 1x 2,5G NIC am PC) bräuchte dieser einen Switch mit mindestens 1x 2,5G Anbindung und müsste dann zusätzlich herausfinden ob SMB Multichannel auch funktioniert wenn der Client nur eine NIC hat.
Diese Szenario habe ich selbst nicht testen können bisher und zumindest auf die Schnelle nix brauchbares im Netz dazu gefunden.

 

[ed3ns]

ECO Modus für die LAN Ports an der Fritzbox deaktiviert?

Switches hintereinander reihen kann man beliebig, sehe aber da den Bedarf nicht, keine Lösung ist auf dem Papier schneller als was du schon hast.

genau (jetzt kamen gerade die ersten Antworten zwischendurch rein), die 10MB/s deuten auf 100Mbit/s und somit auf den ECO Modus hin!
wenn die FB "normal" läuft, dann sollten ca. 100MB/s drin sein.

Wie andere bereits geschrieben haben muesste die Fritzbox fuer die aktuelle Konfiguration reichen wenn der ECO Modus ausgeschaltet ist.

Vielen Dank für die schnellen Antworten.
Auch wenn nach diesem neuen Kenntnisstand ich jetzt keine Erweiterung für das Netzwerk angeschafft werden muss, konnte ich das Bottleneck durch eure Hilfe identifizieren.

Die Verbindung von NAS zu Router und alle übrigen Verbindung sind im "Power Mode" und somit uneingeschränkt nutzbar. Nur die Verbindung zum primären Rechner ist, trotz "Power Mode" nur mit 100 MBit/s angegeben. Hier werde ich wohl auf Fehlersuche gehen müssen oder ggf. das Kabel tauschen.

Ergänzung (24. Februar 2021)

Was in den Zeichnungen fehlt: Beschriftung der Symbole und du erwähnst DLAN-Adapter aber die sehe ich nirgends. Oder sollen diese "Kabel Symbole" auf den farbigen Strichen bedeuten, dass du DLAN da verwendest?

Die DLAN Adapter habe ich in meiner Zeichnung unterschlagen, da diese nur in für die "unwichtigen" Rechner und zur Erweiterung des Wifi Netztes dienen.

Sofern du durchgehend Netzwerkkabel verwendet hast die nicht gefühlt >15 Jahre alt sind solltest du zwischen dem besagten PC und dem NAS über das Netzwerk 1 GBit/s oder eben ~110 MByte/s schaffen. Setzt voraus, dass die Daten schnell genug am PC als auch am NAS gelesen bzw. geschrieben werden können.

Vermutlich werde ich das Ethernet Kabel tauschen müssen um meine Gigabit Verbindung zu erreichen. Momentan verwende ich ein CAT6 25m, welches vermutlich zu lang ist.

 

[Mickey Mouse]

LACP wird nie und unter keinen Umständen eine einzelne (TCP) Verbindung über mehr als eine NIC verteilen. Never ever not gonna happen und das wurde nun schon echt in gefühlt jedem Forum, Wiki, Blog und Mailingliste der Welt drölfzig Mal erklärt.

naja, dann muss man wohl nochmal ganz von vorne anfangen...

TCP = Layer 3
LACP = zwischen Layer 1 & 2

Ein (Ethernet) Frame (Layer 1) wird niemals auf "zwei Kabel" verteilt, die Frames einer TCP Verbindungen können aber sehr wohl verteilt werden. Dafür gibt es sogar verschiedene Implementierungen und bei vielen Switches kann man das auch noch nach Bedarf "tweaken".

das ist Basis Wissen, auf die Schnelle habe ich etwas dazu allgemeinverständlich bei Thomas Krenn gefunden.
dort gibt es auch einen weiteren Link auf detailliertere Informationen, wie das bei verschiedenen Herstellern/OS gemacht wird: Link_Aggregation_Lastverteilungs-Algorithmen

daraus zitiert:

layer3+4​

Dieser Algorithmus verwendet Informationen von höheren Protokollschichten, sofern verfügbar. Das ermöglicht die Verteilung von Traffic zwischen zwei direkten Netzwerk-Peers über mehrere Links (Slaves). Sind beispielsweise zwei Router so miteinander verbunden, werden die Ethernet Frames verteilt, da Informationen von höheren Protokollschichten (z.B. IP Adressen) in den Algorithmus einbezogen werden.

 

[snaxilian]

Danke, mir sind die Layer bekannt. Ändert halt nix an der Tatsache, dass eine einzelne SMB/CIFS Verbindung über eine LACP Verbindung nicht schneller wird oder sein kann als die Geschwindigkeit eines einzelnen Links. Ich gehe auch davon aus, dass du das weißt. Steht nämlich auch bei deinem zweiten Link aus dem du ja sogar zitierst, du hättest einfach zwei Sätze weiter zitieren können. Das sieht dann so aus und zu beachten ist der letzte Satz inkl. Hevorhebung durch mich zur besseren Kenntnisnahme):

layer3+4​

Dieser Algorithmus verwendet Informationen von höheren Protokollschichten, sofern verfügbar. Das ermöglicht die Verteilung von Traffic zwischen zwei direkten Netzwerk-Peers über mehrere Links (Slaves). Sind beispielsweise zwei Router so miteinander verbunden, werden die Ethernet Frames verteilt, da Informationen von höheren Protokollschichten (z.B. IP Adressen) in den Algorithmus einbezogen werden. Würden nur die MAC-Adressen (wie bei layer2) verwendet, ginge der Traffic immer über den selben Link (Slave). Eine einzelne Verbindung (von IP Adresse A zu IP Adresse B) geht aber nach wie vor immer nur über einen einzelnen Link.

Mag sein, dass wir hier aneinander vorbei reden aber wenn der TE vor allem von einem PC schnell(er) auf das NAS zugreifen möchte, dann hilft LACP in diesem Fall halt nicht.

CAT6 25m, welches vermutlich zu lang ist

Da wir hier von üblichen 1 GBit/s reden sollte dies problemlos bis 100m funktionieren.

 

[Mickey Mouse]

wenn ich ehrlich bin, dann war und ist mir das nicht wirklich klar?!?
SMB läuft per TCP auf Layer3, LAG "auf jeden Fall darunter".
das ist alles ewig lange her, dass ich mich damit "ernsthaft" beschäftigt habe (musste) aber da war doch noch was mit TCP-Window-Size und wie viele Packete (Frames) der Sender "vorab" auf die Reise schickt auch ohne schon ein Acknowledge für das erste bekommen zu haben. Und der Empfänger muss auch in der Lage sein, die empfangenen Frames wieder in die richtige Reihenfolge zu bekommen.

manchmal wird das alles "kastriert" um möglichst geringe Latenz zu haben und es bei einem Fehler schneller wieder weiter geht. Ich bin aber immer noch der Meinung, dass in TCP Transfer (SMB oder NFS) über beide Leitungen laufen sollte, wie gesagt, natürlich nicht EIN Frame aber es werden halt mehrere Frames auf die Reise geschickt.
Bei UDP dürfte es anders aussehen...

wenn ihr sagt, dass das in der Praxis nicht so funktioniert, OK, aber wirklich klar ist mir das nicht.

wir müssen ja auch aufpassen worüber wir genau reden!
ich vermute(!) mal, dass viele Leute ihr NAS per LAG andrahten "weil es das kann" und dann den PC einen 1Gb Port, das bringt dann natürlich nix. Wenn, dann muss man schon zwei Switches per LAG/Trunk (da machen einige ja auch noch Unterschiede) verbinden oder man braucht halt (mindestens) einen schnelleren Port am Switch und PC (wie hier den 2.5GbE)

 

[snaxilian]

man braucht halt (mindestens) einen schnelleren Port am Switch und PC (wie hier den 2.5GbE)

Auch dann wird der PC Daten von und zum NAS mit maximal 1GbE bekommen, ausführliche Erklärung siehe PN

 

[Pacman0811]

@ed3ns Du kannst ja auch zunächst nachsehen, was der PC für eine Portgeschwindigkeit hinterlegt hat. Normal müsste es auf Auto-Aushandlung stehen... Dennoch lieber auf Nummer sicher.